6G对汽车和交通管理意味着什么？

据Traffic Technology Today 2月2日报道，预计到本十年结束时，6G无线网络不仅将提供闪电般的通信，还将提供网络感知其中物体位置的能力，为运输管理系统开辟一个充满可能性的新世界。Christopher Court-Dobson发现了更多。

6G不仅仅是速度和容量的升级。它将成为多种收敛技术的主要推动者，所有这些技术都对交通技术有深远的影响。

新的通信网络正在使用太赫兹频谱构建，该频谱包含所谓的T射线。它们位于0.3到3太赫兹（THz）之间。它们的波长比可见光短得多，位于红外线和微波之间的尖点。它们可能很熟悉，是机场人体扫描仪中使用的X射线的更安全替代品。

这是一个巨大的、大多未利用的电磁频谱部分，频率比之前的任何一代都高。

“在每一代人中，我们都试图打开新的频率。5G打开了毫米波频率。我们从5G开始，我们将继续使用6G，希望解锁太赫兹频率，”弗吉尼亚理工大学电气和计算机工程教授Walid Saad说，他在无线通信、人工智能、统计物理、博弈论和物理分析的交叉领域工作，是世界上这些领域被引用最多的研究人员之一。

“这是一个无线系统，而不仅仅是无线通信系统。我们是第一个说6G不仅会提供通信，还会提供其他服务。一个基本上是感知环境，”Saad说。

这是因为T射线占据了EM频率的一部分，该频率很容易被物理物体阻挡和反射。虽然较低的频率受益于长距离，因为它们通过固体物质，T射线会反弹。正是这种反射可以与发射器在同一点测量。

致力于开发6G系统的诺基亚贝尔实验室核心研究总裁Peter Vetter说：“无处不在的网络成为态势感知的来源，对从物体上反弹的信号，并确定类型和形状、相对位置、速度甚至材料属性。”

对交通技术的影响是巨大的。我们可以看到6G站有可能取代或增强路边传感器，也可以在启用的车辆本身中看到。这可能意味着用更简化的基于太赫兹的技术来取代当今连接车辆的100多个传感器。

Vetter说：“随着5G在商业上推出，为智能城市、工厂、精准农业、物联网（IoT）和机器人提供动力的尖端技术，网络日益增长的需求和压力将需要一个新的、高度敏捷的认知架构，自动部署最适合这些应用程序的新服务。”

数字孪生

6G数据也有可能用于构建3D复合环境。在6G的交汇处，人工智能和交通技术正在努力开发物理世界的数字孪生。目前，此类模型通常依赖于激光雷达和高级视频分析来创建和更新，但6G可以提供更简化的解决方案，最终成本会低得多。

“把数字孪生想象成一个向你展示整个系统的VR环境，”Saad说，“你可以用它做任何你想做的事——你可以移动汽车，你可以启动通信链接，这可以反映回现实世界，但它也可以用作模拟。”

6G不仅可以为数字孪生提供实时信息通信的能力，而且也可以在其中运行，使用数字孪生作为接口。

“因此，数字孪生可以从两个方面与6G相关，”Saad说，“一个是你会有孪生，他们正在为车辆等物理系统建模。其次，我们实际上可以模拟6G系统本身来建模和控制它。”

自主和互联车辆可以成为数字镜子的关键组成部分。他们的6G站可以感知环境，同时为虚拟环境做出贡献。Saad说，在建造数字孪生时，太赫兹可能会出现在画面中。“你可以感觉到环境，并发送它来创造两者之间的双重直接联系。”

弹性和可靠性

“使用太赫兹很棒，因为它为您提供了大量可用的带宽。不是很拥挤。它给你高比率。挑战在于它非常脆弱，”Saad说。

Saad和他的同事们一直在研究这种脆性或缺乏可靠性。

“太赫兹频率不可靠，因为它很容易被阻塞。它的范围很小。但即使范围得到改善，它也不可靠，因为即使发射器和接收器之间有轻微的错位，也会失去链接。”

当涉及到车辆时，该链接对安全和平稳运行至关重要。

“这不像当你使用Facebook或玩VR游戏时，即使通信系统出现故障，你也没事。如果有来自自动驾驶汽车，甚至空中自动驾驶汽车的紧急信息，它需要准时到达，”Saad说。

通过利用人工智能，Saad及其同事开发了早期原型，如果链接丢失，可以快速恢复。他说：“我们已经表明，如果您将太赫兹与人工智能联合设计的传感和通信一起使用，您可以使其具有弹性，专门用于人工智能扩展现实应用。”

在保持极高数据速率和低延迟的同时，有效的可靠性和弹性是实施自主和连接车辆系统需要清除的主要障碍。Saad说：“但说实话，随着今天的部署，我们仍然没有在现实世界中实现可靠性。”

然而，太赫兹通信的脆性被它以极低的延迟发送TB数据的能力所抵消。“将太赫兹视为二进制链路，”Saad说，“你要么瞬间获得大量数据，要么一无所获。”

零延迟

根据Saad的说法，现在的目标是实现零延迟。“澄清一下，”他补充说，“当我谈论可靠性时，我不仅仅是在谈论提供复原力。这不仅仅是在没有错误的情况下交付，而是在特定延迟下在没有错误的情况下交付。”

延迟在很大程度上与所有组件的设计以及它们设置的交互方式有关，而不是太赫兹频率的任何特定属性。

Saad说：“整个核心网络都有延迟。”“许多行业人士正试图了解如何减少从A点移动到B点所需的路由器数量？”

这很重要，因为流量应用程序对延迟非常敏感，甚至比其他虚拟基础设施更敏感。

人工智能原生

5G部署始于2018年，因此是基于一个没有先进人工智能的世界的假设。

“你不仅会使用智能手机，你会拥有VR耳机，你会拥有互联汽车，你会拥有无人机。因此，要处理这个问题，你需要一个和它所提供的服务一样智能的系统。这就是人工智能发挥作用的地方，”Saad说。

人工智能不仅将在车辆等最终使用技术中实施，而且将是6G网络本身所固有的。正如Saad所解释的，“6G将是我们所说的人工智能原生系统，这意味着人工智能是从头开始内置的。”

区块链启用

6G网络感知其环境的能力，其无所不在的性质，以及安全关键技术对它的依赖程度，给隐私和安全带来了明显的担忧。区块链可以在这两种情况下发挥重要作用，只允许那些拥有必要数字密钥的人访问。

“它有两个角度，因为它与6G交互，它使我们能够拥有更安全的网络和更好的隐私。这就是为什么它对车辆网络很有用，因为从车辆中取出的许多信息需要是私人的，对吗？”Saad说。

目前，来自互联车辆的数据在欧盟是匿名的。然而，让最终用户有效控制谁可以访问他们的数据会更好。

下一步是什么？

人工智能辅助6G不是通信的最后阶段。Saad和他的同事正在研究量子网络，有一天无论距离如何，都可能允许即时通信。

但至少在未来十年，6G可能会成为大新闻，预计将在未来六年内全面商业化。“人工智能在6G中的融合，以及孪生技术，将帮助我们创造这种庞大、可靠、无处不在的连接。你将拥有包括人工智能驱动车辆在内的智能代理，以及你的大脑可能连接到网络，”Saad说。

推出将分一系列阶段进行，中间部署5G-Advanced。在6G标准化方面还有大量工作要做。

“我们预计6G将于2030年在商业上推出，”Vetter预测，“标准化第1阶段可能会从2025年开始，到2028年将导致3GPP Release 21中的第一个6G规范。随后将在2030年左右进行商业部署。”

来源：Traffic Technology Today 作者：CHRISTOPHER COURT-DOBSON

编辑：瓷瓷

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